考古学者にとって、古代の骨や石器は重要な証拠となるが、重要な新たな分析が示すように、時には人間の排泄物の山の中に私たちの過去への答えが見つかることもある。
2002年から2010年にかけて、考古学者たちはオレゴン州のペイズリー洞窟で数十点の糞石（乾燥した糞便）を採取しました。最古のものは1万4000年前のものと推定されました。糞石の遺伝子解析は人間のものと示唆しましたが、一部の研究者はサンプルの汚染の可能性を指摘し、この結果に疑問を呈しました。糞石の起源は長年未解明のままでしたが、新たな研究により、これらの古くて非常に重要な糞の山に新たな視点が与えられています。
人類が初めて北米大陸に到達したのは、最終氷河期の終わり頃、つまり2万年前から1万5千年前の間です。たとえ問題の証拠が文字通りデタラメであったとしても、この移住がいつ、どのように行われたのかを正確に確認することは、非常に重要な意味を持つでしょう。
糞石がこれほど長く残るには、乾燥した環境が必要です。北米西部には乾燥した洞窟が数多く存在しますが、ペイズリー洞窟は、更新世から完新世への移行期にまで遡る人類の活動の証拠が残る唯一の洞窟として知られています。
とはいえ、この証拠はそれほど強力ではありません。ペイズリー洞窟でこの時代のものと考えられるのは、人間の糞石とされるもの以外では、石器の製造時に残された剥片（正確な年代測定は不可能）と、獲物と思われる動物の骨に見られる屠殺の痕跡（実際には人間以外の動物によるかじり跡である可能性もある）だけです。骨格やその他の証拠が乏しい、あるいは全く存在しない場合、古代の糞石が役に立つのです。
「多くの考古学者にとって最も説得力のある証拠は、14,400年から14,000年前に堆積したネイティブアメリカンのミトコンドリアDNA（mtDNA）を含む保存された糞便のコレクションでした。これは西半球で直接年代測定された最古の人骨です」と、ニューカッスル大学の考古学者で、今回の研究の共著者であるジョン・ブロン氏は、ギズモードへのメールで述べています。「しかし、この証拠は批判を受けました。糞石のいくつかにはヒトとイヌの両方のmtDNAが含まれていたため、ヒトのmtDNAは上層からの汚染による可能性を示唆しているからです。糞石が放射性炭素年代測定で示されたほど古いものであることに疑問を抱く人はいませんが、それがヒトのものであるかどうかは疑問視されています。」
以前のmtDNA分析に欠陥があった可能性は十分にあります。人間と動物は数千年にわたってこれらの洞窟を共有してきたため、ある糞の山から遺伝物質が他の糞に染み出した可能性は十分にあります。
「テレビの刑事ドラマを見たことがある人なら、DNAがあらゆる場所に浸透する可能性があることをご存知でしょう」とブロン氏は言う。「生物は常に髪の毛、皮膚細胞、汗、唾液などを通してDNAを放出しているのです。」
同時に、DNA は水に溶けやすいため、湿った環境での移動性が非常に高くなります。
「ペイズリー洞窟の内部は非常に乾燥していますが、堆積物には時折、短期的な湿潤現象があったことを示す手がかりが見られます」とブロン氏は説明した。「激しい雨を伴う嵐が洞窟に吹き込む様子を想像してみてください。雨は洞窟の堆積物に染み込み、1、2日後には乾きます。この短い期間であっても、水は後代の集団が残した人類のDNAを、より深い堆積物へと運び、より古い時代を物語る可能性があるのです。」
幸いなことに、科学者が利用できる手がかりはDNAだけではありません。糞石には、特定の種類の動物に由来する糞便脂質バイオマーカーも含まれています。さらに、脂質（脂肪、油、ステロイド、その他のバイオシグネチャーを含む有機分子化合物）は水に溶けにくいため、洞窟内で濡れても移動しにくいのが特徴です。また、化学的に安定しているため、長期間にわたって良好な状態で保存されます。
「これらの特徴により、洞窟の堆積物が時折湿る環境において、脂質は人間の糞石を判別するためのより信頼性の高い情報源となる」とブロン氏は述べた。
これを念頭に、ブロン氏は研究共著者のリサ＝マリー・シリト氏らと共に、ペイズリー洞窟から採取された21個の糞石サンプルに含まれる脂質バイオマーカーを分析した。これらのサンプルはすべて、mtDNA分析によってヒト由来であることが既に判明していた。研究者らは、ヒトの排泄物と他の動物の排泄物を区別するため、ステロールと胆汁の含有量を測定する検査を行った。そして、これらのサンプルを周囲の堆積物と比較した結果、糞石と洞窟環境との間ではわずかな浸出しか起こっていないことがわかった。
分析された21のサンプルのうち、13が人間のものと特定され、そのうち2つは既に1万4000年前のものと年代測定されていました。興味深いことに、糞便サンプルの1つはヒョウ、もう1つはオオヤマネコのものと関連付けられました。この分析の詳細は本日、Scientific Reports誌に掲載されました。
「私たちの研究は、ペイズリー洞窟における最古の人類居住に関するDNA証拠に対する根強い批判に反論するものです」とブロン氏は述べた。「糞便脂質バイオマーカー分析を通じて、潜在的なDNA汚染の問題に取り組み、より新しい時代の人類居住からより古い洞窟堆積物や糞石へとDNAが移動した可能性が高いことを示す証拠を提供すると同時に、14,200年前という早い時期に人々が洞窟でキャンプをしていたことも確認しました。」
テキサスA&M大学人類学部の博士課程に在籍するケイトリン・マクドノー氏は、Gizmodoに対し、糞便バイオマーカーを用いたアプローチは「非常に刺激的」だと語った。脂質は「DNAなどの他の物質よりも保存状態が良く、移動も少ない」からだ。「全体として、この研究は糞便バイオマーカーを用いたアプローチを前進させ、その有効性を示すものであり、将来的にはDNA分析と併用してこの手法を用いることを示唆している」とマクドノー氏は述べた。マクドノー氏は今回の研究には関わっていないものの、ペイズリー洞窟で研究を行った経験がある。
マクドノー氏は、糞石の一部についてDNAとバイオマーカーの測定値が一致しなかったことに「少し驚いた」と述べ、「しかし、これは、常にDNAだけに頼るべきではなく、可能であれば複数の証拠が最善であることを示しています」と語った。
新たな研究で、著者らは洞窟内で発見された文化遺物の年代を直接測定しました。籠かマットと思われるガマの破片が約1万4000年前のものと判明し、「人類最古の居住地の存在をさらに裏付けるもの」とブロン氏は述べました。マクドノー氏は、直接測定された籠細工は「驚異的」であり、「約1万4000年前の植物の利用と織物生産を垣間見ることができる、極めてユニークな事例」だと述べました。
「アメリカ大陸に最初の人々がいつ、どこから来たのか、そしてどのようなルートでここに辿り着いたのか、まだ解明すべきことがたくさんあります」とブロン氏は述べた。「私たちの研究は、クローヴィス文化が広まる以前の1万4000年以上も前に、人々がアメリカ大陸に存在していたという証拠をさらに増やすものです。」
実際、この新たな論文は、クローヴィス文化とその象徴的な石器技術の出現以前に人類がこの地域に到達していたことを示す更なる証拠となる。約1万1500年から1万1000年前に出現したクローヴィス人は、かつては北米大陸の最初の居住者と考えられていたが、この説はますます疑問視されつつある。
https://gizmodo.com/new-evidence-bolsters-theory-that-first-americans-arriv-1837706124
ブロン氏が指摘したように、これらの糞石は西半球で直接年代測定された最古の人類の遺物だが、考慮すべき重要な考古学的証拠が他にもある。
例えば、昨年の研究では、北米、特にアイダホ州西部のクーパーズ・フェリー遺跡において、人類最古の痕跡がいくつか発見されました。石器、動物の骨、火床の痕跡、その他人類の居住の痕跡は、16,560年から15,280年前のものと推定されました。
北米とシベリアを隔てる巨大な氷床が約1万4800年前に溶け始めたことも指摘しておく価値がある。その後まもなく、オレゴン州のペイズリー洞窟に人類が居住していたことはそれほど驚くことではないが、この糞便による証拠が新たに得られたのは喜ばしいことだ。
嬉しいことに、これらの人類の糞化石には、語るべき物語がまだたくさんあります。ブロン氏がギズモードに語ったところによると、彼と同僚たちは現在、これらの先駆者たちが何を食べていたのかを解明するために、糞化石を分析しているとのこと。
「ペイズリー洞窟からのさらなる刺激的な研究にご期待ください」と彼は語った。
